Nguyễn Hoàng Khang * , Nguyễn Diệu Hiền , Nguyễn Công Hà Lê Nguyễn Đoan Duy

* Tác giả liên hệ (nhkhang@nomail.com)

Abstract

IR50404 rice variety was determined as one of the promising varieties of rice for producing germinated brown rice (GBR). To determine the influence of factors such as levels of glutamic acid, CaCl2 to soak and germinate capabilities in pilot scale. The brown rice was soaked in various concentration of glutamic acid as well as CaCl2 (0-1% independently) at optimal pH. Then, they were incubated in a incubator which had maximum yield of 30 kg/batch at temperatures between 36 – 38oC, granular layer thickness of 0.3 – 0.9 cm, 24 hour incubation period. The results showed that the optimal conditions of IR50404 soaked when glutamic acid supplement of 0.6% was the best, GABA levels increased from 55.87 mg/kg of DM when soaked in pH 3 adding 0.6% glutamic acid to 141.94 mg/kg DM (increase of 2.54 times). In optimal incubation conditions of 36°C and 0.9 cm thickness, concentration of GABA from GBR of IR50404 was 269.23 mg/kg DM (up 1.9 times compared with the levels of GABA in the soaking conditions only at optimal pH. When soaked with different concentrations of CaCl2, resulting in no significant difference compared to additional conditions. The results showed that only glutamic acid affected the germination process while CaCl2 was not affected to GABA biosynthesis. With this incubator equipment which designed for this study, annealing temperature was similar to the laboratory scale, but the thickness of the layer of particles and space of cabinets greatly affected the ability of GABA from GBR.
Keywords: Glutamic acid, CaCl2, brown rice, germinated brown rice, GABA, pilot scale

Tóm tắt

Giống lúa IR50404 được xác định là một trong những giống lúa có triển vọng trong sản xuất gạo mầm. Để xác định ảnh hưởng của các yếu tố như hàm lượng acid glutamic, CaCl2 đến quá trình ngâm và nảy mầm ở qui mô xưởng thực nghiệm, gạo lứt của giống lúa trên được ngâm ở các nồng độ các chất acid glutamic, CaCl2 khác nhau từ 0-1% một cách độc lập ở pH tối ưu. Sau đó, chúng được đem đi ủ trong tủ ủ có năng suất tối đa 30 kg/mẻ ở các nhiệt độ tủ 36 – 38 oC, độ dày lớp hạt 0,3 - 0,9 cm, thời gian ủ 24 giờ. Kết quả cho thấy, điều kiện ngâm tối ưu của giống IR50404 khi bổ sung acid glutamic 0.6% là tốt nhất, hàm lượng GABA tăng từ 55,87 mg/kg chất khô khi ngâm pH 3 được tăng lên 141,94 mg/kg chất khô khi có bổ sung thêm acid glutamic 0,6% (tăng 2,54 lần). Khi điều kiện ủ tối ưu của giống IR50404 là 36 oC và độ dày 0,9 cm, hàm lượng GABA được sinh ra đến 269,23 mg/kg chất khô (tăng 1,9 lần so với hàm lượng GABA khi ngâm ở điều kiện chỉ có pH ngâm tối ưu). Khi ngâm với các nồng độ khác nhau của CaCl2, kết quả không có sự khác biệt ý nghĩa so với điều kiện không bổ sung. Kết quả đã chỉ ra rằng chỉ có acid glutamic có ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm sinh GABA, còn CaCl2 thì không ảnh hưởng. Với thiết bị nảy mầm được thiết kế trong nghiên cứu này, nhiệt độ ủ tương tự như qui mô phòng thí nghiệm, tuy nhiên chiều dày của lớp hạt và không gian tủ ảnh hưởng rất lớn đến khả năng nảy mầm sinh GABA của giống lúa trên.
Từ khóa: Acid glutamic, CaCl2, gạo lứt, gạo mầm, GABA, qui mô xưởng thực nghiệm

Article Details

Tài liệu tham khảo

Banchuen J., Paiboon T., Buncha O., Phaisan W. and Piyarat S. 2010. Increasing the bio-active compounds contents by optimizing the germination conditions of Southern Thai Brown rice. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 32 (3). 219-230.

Bouche N. and Fromm H. 2004. GABA in plants: just a metabolite? Trends Plant Sci, 9:110-115

Charoenthaikij P., Jangchud K., Jangchud A. and Tungtrakul P. 2007. Effect of germination conditions on physicochemical properties of germinated brown rice flour, pp. 193-198. In Proceeding of the 4th

International Conference on Starch Technology. Queen Sirikit National convention center, Bangkok, Thailand. 6-7 November 2007.

Choi I., Kim D., Son J., Yang C., Chun J. and Kim K. 2006. Physical-chemical properties of giant embroyo brown rice (Keunnunbyeo). Agric. Chem. Biotechnol, 49 (3): 95-100.

Chung, H, J., Ang, S. H., Cho, H. Y. and Lim, S. T. 2009. Effects of steeping and anaerobic treatment on γ- aminobutyric acid content in germinated waxy hull – less barley. Lebensm Wiss Technol, 42: 1712–1716.

Crawford L. A., Bown A. W., Breitkreuz K. E. and Guinel F. C. 1994. The synthesis of γ-aminobutyric acid in response to treatments reducing cytosolic pH. Plant Physiol, 104: 865-871.

Dinesh Babu P., Subhasree R.S., Bhakyaraj R. and Vidhyalakshmi R. 2009. Brown rice-Beyond the Color Reviving a Lost health Food – A review. American- Eurasian Journal of Agronomy.

Dương Thị Phượng Liên, Hà Thanh Toàn. 2010. Công nghệ sau thu hoạch ngũ cốc. NXB Đại Học Cần Thơ.

Hayakawa K, Kimura M, Kasaha K, Matsumoto K, Sansawa H and Yamori Y. 2004. Effect of a gammaaminobutyric acid enriched dairy product on blood pressure of spontaneously hypertensive and normotensive Wistar–Kyoto rats.British Journal of Nutrition, 92: 411–417.

Inoue K., Shirai T., Ochiai H., Kasao M., Hayakawa K., Kimura M. 2003. Blood-pressure-lowering effect of a novel fermented milk containing gamma-aminobutyric acid (GABA) in mild hypertensives. Eur. J. Clin. Nutr, 57, 490–495.

Khampang E., Kerdchoechuen O., Laohaka N. 2009. Change of chemical composition of rice and cereals during germination.Agric.Sci. J, 40:341-344.

Khumkah O, Kerdchoechuen O and Laohakunjit N. 2009. Change of vitamin B1, GABA and phenolics of germinated brown rice and four kinds of cereal. Agricultural Science Journal, 40(3): 73–76.

Kim H.Y., Hwang I. G., Kim T. M., Woo K. S., Park D.S., Kim J. H., Kim D. J., Lee J., Lee Y. R and Jeong H. S. 2012. Chemical and functional components in different parts of rough rice (Oryza sativa L.) before and after germination. Food Chemistry, 134, 288-293.

Komatsuzaki N, Kikuichi T, Hidechika T, Tadanao S, Naoto S and Toshinori K. 2007. Effect of soaking and gaseous treatment on GABA content in germinated brown rice. Journal of Food Engineering, 78: 556–560.

Le Nguyen Doan Duy and Nguyen Cong Ha. 2014. Influence of soaking and germination conditions on the γ-aminobutyric acid (gaba) content of 2 rice varieties (IR 50404 and Jasmine 85) from Mekong delta. J. Sci. & Devel, Vol. 12, No. 1 : 59-64.

Mamiya T, Kise M, Morikawa K, Aoto H, Ukai M and Noda Y. 2006. Effect of pre-germinated brown rice on depression-like behavior in mice. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 86(1): 62–67.

Nguyễn Đình Giao. 1997. Giáo trình Cây lượng thực tập một (Cây lúa). NXB Nông Nghiệp Hà Nội.

Nguyễn Phụng Tiên. 2014. Khảo sát điều kiện ngâm và nảy mầm giống lúa OM4900. Luận văn đại học ngành Công nghệ thực phẩm.

Oh CH and Oh SH. 2003. Germinated brown rice extract show a neutraceutical effect in the recovery of chronic alcohol related symptoms.Journal of Medical Food, 6(2): 115–121.

Oh CH and Oh SH. 2004. Effects of germinated brown rice extracts with enhanced levels of GABA on cancer cell proliferation and apoptosis. Journal of Medicinal Food, 7: 19–23.

Ohtsubo K, Suzuki K, Yasui Y and Kasumi T. 2005. Biofunctional components in the processed pre-germinated brown rice by a twin-screw extruder. Journal of Food Composition and Analysis, 18: 303–316.

Ortega A. 2003. A new role for GABA: inhibition of tumor cell migration.Trends in Pharmacological Sciences, 24(4):151–154.

Saikusa T, Mori Y and Horino T. 1995. Gamma aminobutyric acid-enriched food material and method for producing gamma-aminobutyric acid. United States Patent 5472730, Dated 5 December 1995.

Shaley B. J. 1997. Composition for relieving stress anxiety, grief and depression. United States Patent 5681578, Dated 28 October 1997.

Shelp B. J., Bown A. W. and McLean M. D. 1999. Metabolism and functions of gamma-aminobutyric acid. Trends

Plant Sci, 4, 446-452.

Shoichi, I. and Y. Ishikawa. 2004. Marketing of value-added rice products in Japan: germinated brown rice and rice bread, pp 1-10. In FAO International Rice Year, 2004 Symposium. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Italy.

Sootthiboon S. 2006. A study of the properties of germinated brown rice and its products.MSc thesis, Asian Institute of Technology (AIT), Pathum Thani, Thailand.

Sunte J., Srijesdaruk V. and Tangwongchai R. 2007. Effects of soaking and germinating process on gamma-aminobutyric acid (GABA) content in germinated brown rice (Hom mali 105). Agric. Sci. J, 38(6) (Suppl): 103-106.

Watchraparpaiboon W, Laohakunjit N, Kerdchoechuen O and Photchanachai S. 2007. Effects of pH, temperature and soaking time on qualities of germinated brown rice. Agricultural Science Journal, 38(6): 169–172.